Ученые объединили фотоэлектрохимический и фотовольтаический преобразователи

N+1Наука

Перовскиты помогут дешево и эффективно получить водород из воды

Наталия Самойлова

Karuturi et al. / Advanced Energy Materials, 2020

Австралийские материаловеды научились эффективно получать водород из воды без использования дорогостоящих полупроводниковых материалов. Они использовали фотокатод из текстурированного кремния и соединили его с широкозонным перовскитным солнечным элементом, расположив солнечные элементы друг под другом. Эффективность преобразования солнечной энергии в водород составила 17,6 процентов. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.

Использование солнечной энергии для получения водорода из воды — технология, которая в перспективе позволит решить две проблемы одновременно: запасание нестабильной солнечной энергии впрок и получение экологически чистого топлива с высокой плотностью энергии. Для выхода на рынок такие преобразователи должны показывать эффективность не менее 20 процентов, при стоимости водорода не выше 4 долларов за килограмм. Использовать солнечную энергию для получения водорода можно несколькими способами. В фотовольтаических преобразователях солнечный элемент соединен с ячейкой для электролиза, и солнечный свет преобразуется в электроэнергию, которая расходуется на электролиз водных растворов с образованием водорода и кислорода на электрокатализаторах. В фотоэлектохимических преобразователях один или оба электрода состоят из полупроводниковых материалов. При облучении светом в полупроводнике образуются электроны и дырки, которые напрямую участвуют в реакциях образования водорода и кислорода.Считается, что фотоэлектрохимические преобразователи в перспективе будут дешевле (в них используются более дешевые катализаторы), но есть у таких устройств и серьезный недостаток.Дело в том, что лучше всего для получения водорода подходят полупроводники с шириной запрещенной зоны около 2 электрон-вольт. Однако, такой полупроводник поглощает только самую коротковолновую (высокоэнергетическую) часть солнечного излучения, поэтому общая эффективность устройств априори будет невысока. Для преодоления этой проблемы можно соединить фотоэлектрод с солнечным элементом — то есть по сути объединить фотовольтаический и фотоэлектрохимический преобразователь в одном устройстве. В этом случае солнечный элемент обеспечивает ток и напряжение смещения, и эффективность преобразования возрастает. Ученым удалось получить тандемный фотоэлектрохимический преобразователь на основе арсенида галлия с эфективностью 19 процентов. Но из-за высокой стоимости арсенида галлия такие преобразователи

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Позиционное преимущество Позиционное преимущество

Что женщины на самом деле думают о самых популярных сексуальных позах

Maxim
По-настоящему эффективные процедуры против целлюлита По-настоящему эффективные процедуры против целлюлита

С целлюлитом сталкиваются все – и пышки, и стройняшки, и даже спортивные девушки

Cosmopolitan
Почему женщины лгут о своей сексуальной жизни Почему женщины лгут о своей сексуальной жизни

Кто из нас не врал нежелательному собеседнику о наличии партнера

Psychologies
«Реальным пацанам» 10 лет! Как изменились главные герои — тогда и сейчас «Реальным пацанам» 10 лет! Как изменились главные герои — тогда и сейчас

Сериал «Реальные пацаны» отмечает свое десятилетие

Cosmopolitan
Что читать: 7 стихов из последней книги певца, обладателя «Грэмми» и поэта Леонарда Коэна Что читать: 7 стихов из последней книги певца, обладателя «Грэмми» и поэта Леонарда Коэна

Семь произведений из поэтического сборника «Пламя»

Esquire
Душное лето 1936 года Душное лето 1936 года

Как советская система перемалывала своих создателей

Огонёк
“Камень, ножницы, бумага”: все секреты победы в этой игре “Камень, ножницы, бумага”: все секреты победы в этой игре

Как увеличить шансы на победу в “камень, ножницы, бумага”?

Популярная механика
Принять неизбежное: как это помогает найти выход Принять неизбежное: как это помогает найти выход

Признать горькую правду многим невыносимо трудно

Psychologies
Когда стройка ждет железобетон Когда стройка ждет железобетон

Как Кемеровский ДСК втрое увеличил производство

Эксперт
День, когда... я решила спасти свою кофейню День, когда... я решила спасти свою кофейню

Каждый из нас способен на многое. Главное — не опускать руки в период неудач

Psychologies
Растерянность истории Растерянность истории

Игорь Гулин о том, как смотреть на застой

Weekend
В чем состоит польза поиска НЛО В чем состоит польза поиска НЛО

Поиск инопланетян может привести к технологическим прорывам

Популярная механика
Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона

Предприниматель, остров Некер, 70 лет

Esquire
Вкус странствий Вкус странствий

О таинстве превращения кабачка в кугель

Огонёк
Сам себе фармацевт Сам себе фармацевт

Как правильно хранить лекарства в квартире

Лиза
«Мрут как мухи»: история антисептиков, спасших миллионы людей «Мрут как мухи»: история антисептиков, спасших миллионы людей

Как развивалась антисептика

Популярная механика
Какого цвета закат на других планетах Какого цвета закат на других планетах

От чего зависит цвет заката на других небесных телах Солнечной системы?

Популярная механика
Грибной щит защитит космонавтов от радиации Грибной щит защитит космонавтов от радиации

Слой грибов может значительно снизить поток космического излучения

N+1
Игнорируйте «нет», приспосабливайтесь к рынку и не бойтесь саморазрушения: уроки Джеффа Безоса во время создания Kindle Игнорируйте «нет», приспосабливайтесь к рынку и не бойтесь саморазрушения: уроки Джеффа Безоса во время создания Kindle

Дэн Роуз о том, чему научился во время работы с основателем Amazon

VC.RU
«Синдром Лазаря»: иногда мертвые действительно оживают «Синдром Лазаря»: иногда мертвые действительно оживают

Что такое «Синдром Лазаря» или самореанимация?

Популярная механика
Израильтяне и палестинцы по-разному поняли концепцию мира Израильтяне и палестинцы по-разному поняли концепцию мира

Понятие мира для израильтян и палестинцев связано с личным преимуществом

N+1
«Вирусная» песня зонотрихий за шестьдесят лет захватила всю Канаду «Вирусная» песня зонотрихий за шестьдесят лет захватила всю Канаду

За шестьдесят лет птицы белошейные зонотрихии полностью изменили свой репертуар

N+1
Шум воды и ветра заставил горных колибри общаться на рекордно высоких частотах Шум воды и ветра заставил горных колибри общаться на рекордно высоких частотах

Что показало новое исследование высокогорных ореад

N+1
Здравствуй, папа! Здравствуй, папа!

Помоги мужу понять свои ошибки и «исправиться»

Лиза
Темная сторона погони за славой. Как обман и мистификация оборачиваются крахом репутации Темная сторона погони за славой. Как обман и мистификация оборачиваются крахом репутации

Во времена поголовного онлайн-присутствия личный бренд есть практически у всех

Forbes
У компа была «собака» У компа была «собака»

55 лет назад появилась электронная почта

Огонёк
Забери себе слова. Как говорить о сексе Забери себе слова. Как говорить о сексе

Как услышать партнера и почему нужны стоп-слова?

СНОБ
Восточные тонкости Восточные тонкости

Пастилья с бараниной и вишней — встреча двух старинных друзей

Огонёк
Война на истощение Война на истощение

70 лет назад, в конце июня 1950 года, началась Корейская война

Огонёк
Домашняя магия Домашняя магия

7 способов сделать из маленькой квартиры большую

Лиза
Открыть в приложении